SLU-nyhet

Plasten på komposten

Publicerad: 27 november 2016
DSC_6298_Faraz Muneer.JPG

Det handlar inte om vanlig plast. Forskare har tillverkat ett nytt hållbart material av stärkelse från potatis, som kan ersätta de plaster vi använder idag. Stärkelsen kommer från en genetiskt modifierad potatis, som till skillnad från vanlig potatis har många långa kedjor av glukos i stärkelsemolekylerna.

”Den är lite mjuk, inte så styv, och har en hög potential att kunna bli något i framtiden.”

Forskaren Mariette Andersson beskriver materialet som hon och hennes kollegor tillverkat av en stärkelse från en genetiskt modifierad potatis. Den här plasten går att kompostera när man använt den klart. Vidare har man nu använt stärkelsen som en del i ett kompositmaterial.

Genom att skräddarsy blandningar av växtproteiner och stärkelse molekylärt och biokemiskt kan man designa hållbara material för olika användningsområden, till exempel förpackningar och plastfilm.

I två nyligen publicerade studier har Mariette Andersson och kollegor testat hur den speciella potatisstärkelsen fungerar ihop med proteiner från vete (gluten, gliadin och glutenin som är tänkbara komponenter i det nya materialet). Tanken är att utveckla ett töjbart och starkt material.

De använde antingen glycerol eller glycerol + vatten som mjukgörare och testade att tillverka plasten i två olika temperaturer, 110 °C och 130 °C. I analysen kunde de se att proteinerna reagerade olika i blandning med stärkelsen. I vissa fall blev materialet relativt mjukt och flexibelt, och i andra fall starkare och mindre mjukt.

Den högre temperaturen gjorde att proteinerna och stärkelsen ”smälte ihop” bättre. Med glycerol + vatten som mjukgörare fick stärkelsen bättre gelatinaktiga egenskaper som gick lättare att bearbeta, och materialet blev starkare, styvare och mer töjbart (jämfört med när de använde bara glycerol).

De testade också vad som hände med proteinernas struktur på nanometernivå (en nivå som är en miljondel av en millimeter), hur mekaniskt stark plasten blev, och om plasten släppte igenom syremolekyler. Vissa av gliadinmolekylerna antog en ovanlig sexkantig struktur i blandningen med stärkelse, och den strukturen gjorde materialet starkare. Blandningarna av protein + stärkelse fungerade också bra som barriär mot syre.

Vanlig potatisstärkelse innehåller molekyler med både långa och korta kedjor av glukos. Molekylen amylos har långa raka glukoskedjor och amylopektin har korta förgrenade. Vanlig potatisstärkelse innehåller 20-30 procent amylos och 70-80 procent amylopektin.

I och med att forskarna med hjälp av bioteknik minskade nivåerna av två enzymer som sköter om förgreningen av stärkelsemolekylerna i potatisen, blev glukoskedjorna hos amylopektinmolekylerna också långa. Förändringen ger stärkelsen de fiberliknande egenskaperna som gör det möjligt att tillverka det nya miljövänliga förpackningsmaterialet.

Forskare vid SLU, KTH, Innventia AB, MAX IV-laboratoriet i Lund och Institut polytechnique i Frankrike genomförde studien som finansierades av Mistra Biotech, TC4F, Lyckeby Starch AB, Formas och Partnerskap Alnarp.

För mer information:

mariette.andersson@slu.se, 040-415541

ramune.kuktaite@slu.se, 040-415337

mistrabiotech@slu.se, 018-672232

Sidansvarig: lisa.beste@slu.se